Geosynthetics is een algemene term voor verschillende producten gemaakt van synthetische materialen die worden gebruikt in geotechnische en civieltechnische constructies. Synthetische materialen zijn hoogmoleculaire polymeren, die worden gemaakt van chemicaliën die worden gewonnen uit steenkool, olie, aardgas of kalksteen, die verder worden verwerkt tot vezels of synthetische platen en uiteindelijk in verschillende producten worden verwerkt. Geosynthetics hebben veel mechanische eigenschappen. Bij het testen van hun materiaaleigenschappen en productkwaliteit worden vooral treksterkte, barststerkte, scheursterkte, wrijvingsvermogen enz. getest.
Toepassingsgebied
Deze methode is van toepassing op trekproeven van de meeste geokunststoffen, waaronder geweven geotextiel, niet-geweven geotextiel, gebreid geotextiel, geocomposieten, geonetten, geomatica en metaalvezelproducten. Het is ook van toepassing op geogrids en geotextiel met een vergelijkbare maasstructuur, maar de monstergrootte moet mogelijk worden aangepast. Het is niet van toepassing op polymeer of asfalt geomembranen, maar wel op geomembranen van klei.
Experimentele normen
Gebaseerd op GB/T15788 en ISO10319 als de normen voor trektestmethoden voor geokunststoffen.
Testapparatuur en reagentia
Elektronische trekmachine
De elektronische trekmachine heeft de kenmerken van een compacte structuur en eenvoudig gebruik. Hij kan worden gebruikt voor trek-, compressie-, buig-, afschuif-, schil-, scheur- en andere krachttesten met een maximale belasting van 100kN.
Trekvastheid geotextiel
Test de rek van geotextiel en andere textielstalen.
Pneumatische breekinrichting voor geotextiel
Gebruikt voor barst- en perforatietests van geotextiel.
Extensometer
De extensometer kan herhaalde axiale trekproeven uitvoeren en wordt voornamelijk gebruikt om de vervorming van verschillende materialen te testen, waaronder metalen materialen, kunststof materialen, composietmaterialen, enz.
Reagentia
Gedestilleerd water en niet-ionische bevochtigingsmiddelen (algemene polyoxyethyleenglycolalkylether met een volumeverhouding van 0,05%) worden alleen gebruikt voor het weken van monsters.
Voorbereiding testmonster
Aantal testmonsters
Snijd ten minste 5 monsters in de lengte- (MD) en dwarsrichting (CMD).
Grootte van testmonsters
① Niet-geweven geotextiel, gebreid geotextiel, geonets, geonetmatten, geomembranen van klei, afvoer composietmaterialenen andere producten
De uiteindelijke breedte van elk proefstuk is (200±1) mm, de lengte van het proefstuk voldoet aan de klemafstand van 100 mm en de lengterichting is parallel aan de richting van de toegepaste belasting.
Geweven geotextiel
Snijd voor geweven geotextiel elk proefstuk op een breedte van ongeveer 220 mm en verwijder vervolgens ongeveer evenveel zijgarens aan beide zijden van het proefstuk om een nominale proefstukbreedte van (200±1) mm te verkrijgen.
③Geogrids in één richting, twee richtingen en vier richtingen
Voor geogrids in één richting, in twee richtingen en in vier richtingen moet de breedte van elk proefstuk ten minste 200 mm bedragen en lang genoeg zijn om te voldoen aan de klemafstand van ten minste 100 mm.
Snijd alle ribben op 10 mm afstand van elke knoop door. (Voor unidirectionele geogrid producten met een knooppuntafstand ≤10mm moet de breedte van het preparaat 2 ribben breder zijn dan de vereiste breedte van het preparaat. Wanneer het proefstuk in de bek wordt geklemd, snijdt u het overschot aan beide uiteinden af).
De berekening van het testresultaat (sterkte) moet worden gerelateerd aan het aantal volledige trekribben per breedte-eenheid.
Het preparaat moet ten minste één rij knopen of kruisweefsels bevatten naast de knopen of kruisweefsels die door de klem worden vastgehouden (zoals hieronder getoond).
Wanneer de dwarshelling van het product kleiner is dan 75 mm (dwarshelling: de afstand tussen het beginpunt van een rib (krachtdragende eenheid) en het beginpunt van de volgende rib), moeten er in de breedterichting ten minste 4 volledige spankrachteenheden (trekribben) zijn.
Als de dwarshelling 75 mm≤120 mm is, moeten er ten minste 2 complete trekeenheden worden opgenomen.
Als de dwarshelling groter is dan 120 mm, kan 1 complete trekeenheid voldoen aan de testvereisten.
De markeerpunten voor het meten van de rek moeten gemarkeerd worden op het middelpunt van de trekribben in de middelste rij van het proefstuk. De twee markeringspunten moeten minstens 60 mm uit elkaar liggen en moeten worden gescheiden door minstens 1 knoop of kruisweefsel.
Indien nodig kunnen de markeerpunten gescheiden worden door meerdere rijen knooppunten of kruisdraden om een minimumafstand van 60 mm te bekomen.
Markeer in dit geval de punten op de middelpunten of knooppunten van de ribben en de meetlengte moet een geheel veelvoud zijn van de rasterafstand.
Meet de nominale meetlengte met een nauwkeurigheid van ±1 mm.
Voor driedimensionaal geogrid moet elk proefstuk minimaal 200 mm breed zijn en voldoende lengte hebben om te voldoen aan de klemafstand van minimaal 100 mm. Snijd het proefstuk door en meet de breedte van het proefstuk volgens de figuren 4 en 5.
Het markeerpunt voor het meten van de rek moet in het midden van de knoop van het monster worden gemarkeerd en moet worden gescheiden door ten minste 1 knoop of kruisweefsel.
Indien nodig kan het markeerpunt gescheiden worden door meerdere rijen knopen of kruisweefsel om een minimumafstand van 60 mm te bekomen.
In dit geval moet het markeerpunt in het midden van de ribbe worden gehouden en moet de afstandslengte een geheel veelvoud zijn van de rasterafstand.
Meet de nominale afstandslengte nauwkeurig tot op ±1 mm.
Natte monsters voor testen
Wanneer zowel de maximale natte belasting als de maximale droge belasting vereist is, moet de lengte van het proefstuk ten minste tweemaal de gespecificeerde lengte bedragen, moet het proefstuk genummerd zijn en moeten uit het midden twee proefstukken worden gesneden, één voor de natte beproeving en één voor de droge beproeving. Het monsternummer moet op elk exemplaar worden aangebracht.
Voor geokunststoffen met ernstige natte krimp wordt de treksterkte gemeten op basis van de maximale natte belasting en de oorspronkelijke breedte vóór het weken na conditionering in vocht, met een nauwkeurigheid van ±1 mm.
Natte monsters
Algemeen
Natte monsters en tests worden uitgevoerd onder standaard atmosferische omstandigheden. Het monster wordt geacht goed geconditioneerd te zijn als de massaverandering van het monster bij opeenvolgende wegingen met tussenpozen van minstens 2 uur niet meer bedraagt dan 0,25% van de massa van het monster.
Natte testomstandigheden
De monsters die voor natte tests worden gebruikt, moeten ten minste 24 uur in water met een temperatuur van (20±2)°C worden ondergedompeld; dit is voldoende om het monster volledig nat te maken. Om het monster volledig nat te maken, mag een niet-ionisch bevochtigingsmiddel van maximaal 0,05% aan het water worden toegevoegd.
Teststappen
1. De testmachine opstellen
Stel vóór de test de klemmaat in op (100±3) mm (behalve voor geosynthetics en geogrids met lierklemmen) en selecteer het belastingsbereik van de testmachine zodat de krachtwaarde tot op 10N nauwkeurig is.
Voor geokunststoffen met een rek van εm＞5%, de treksnelheid van de testmachine zo instellen dat de rek van het monster (20±5)%/min van de meetlengte bedraagt; voor geokunststoffen met een rek van εm≤5%, een geschikte treksnelheid kiezen zodat de gemiddelde breuktijd van alle monsters (30±5)s bedraagt.
Het natte monster wordt binnen 3 minuten na verwijdering getest.
2. Klem het preparaat vast
Klem het proefstuk gecentreerd in de klem. Merk op dat de lengterichting van het proefstuk voor langs- en dwarsproeven evenwijdig is aan de belastingsrichting.
De juiste aanpak is om de twee vooraf getekende markeringslijnen over de breedte van het preparaat en met een tussenafstand van 100 mm zoveel mogelijk te laten samenvallen met de randen van de bovenste en onderste klemmen.
3. Installeer de extensometer
Zet markeerpunten op het preparaat met een interval van 60 mm (respectievelijk 30 mm vanaf het midden van het preparaat) en bevestig de extensometer.
4. Bepaal de trekeigenschappen
Start de testmachine en oefen een voorspanning uit van 1% van de verwachte maximale belasting om het startpunt van de initiële rektest te bepalen. Ga door met het toepassen van de belasting totdat het proefstuk breekt.
Stop de test en breng de klauwplaat terug naar de uitgangspositie. Noteer en rapporteer de maximale belasting (tot op 10N/m nauwkeurig); noteer de rek, tot op één decimaal nauwkeurig.
Bepaal op basis van de waargenomen omstandigheden van het proefstuk tijdens de test, de unieke variabiliteit van geokunststoffen en relevante regelgeving of de testresultaten moeten worden afgekeurd.
5. Rek bepalen
Gebruik een geschikt registratieapparaat om de toename van de werkelijke lengte van het proefstuk bij een bepaalde belasting te meten.
Berekening van testresultaten
1. Treksterkte
Vul de gegevens van de testmachine in formule (1) in om de treksterkte Tmax van elk monster te berekenen.
(1) Tmax = Fmax X c
Fmax - Maximale geregistreerde belasting, in kN.
C - Berekend met de toepasselijke formule (2) of (3).
Voor geweven geotextiel, niet-geweven geotextiel, gebreid geotextiel, geonets, geomatics, kleigeomembranen, drainagecomposieten en tri-grids en andere producten:
（2）C = 1 / B
B - Nominale breedte van het patroon, in meters.
（3）c = Nm / n
Nm - het aantal rekeenheden binnen de breedte van 1 m van het monster.
n - het aantal rekeenheden in het eigenlijke monster.
Selecteer voor samengestelde producten formule (2) of formule (3) volgens de hoofddraagkrachteenheid. Voor producten met een curve met twee pieken (zoals figuur 7) moeten de resultaten die overeenkomen met de twee pieken afzonderlijk worden berekend.
2. Rek onder maximale belasting
Noteer de rek bij maximale belasting van elk monster, uitgedrukt als percentage (zoals AF in figuur 8), tot op 0,1% nauwkeurig. De rek bij maximale belasting kan worden berekend met formule (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - Rek bij maximale belasting, %.
△L - rek bij maximale belasting, mm.
Lo' - rek bij het bereiken van de voorspanning, mm.
Lo - werkelijke intervallengte, mm.
3. Rek bij nominale sterkte
Noteer de rek bij de nominale sterkte van elk proefstuk, uitgedrukt als percentage, tot op 0,1% nauwkeurig.
4. Snijmodulus
Bepaal de sterkte bij een specifieke rek en bereken de snijmodulus bij deze specifieke rek volgens formule (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Secant modulus, kN/m.
F - Sterkte gemeten bij rek e, kN.
C - Berekend volgens de toepasselijke formule (2) of formule (3).
e - Specifieke rek, %.
5. Gemiddelde waarde en variatiecoëfficiënt
Bereken de gemiddelde waarde en variatiecoëfficiënt van treksterkte, rek onder maximale belasting en secansmodulus van twee groepen proefstukken in de lengte- respectievelijk dwarsrichting.
De treksterkte en secansmodulus zijn tot op drie significante cijfers nauwkeurig, de rek is tot op 1% nauwkeurig en de variatiecoëfficiënt is tot op 0,1% nauwkeurig.
Samenvatting
Het bovenstaande is de algemene inhoud van het ontwerp van de trektestmethode voor brede stroken geosynthetics. Er zijn nog veel details en implementaties die niet in detail worden genoemd. Als u hierin geïnteresseerd bent, neem dan gerust contact met ons op voor gedetailleerde gegevens en inhoud.
